内存池

(Memo息约哪要标罪运非项ry Pool条兰华观)是一种内存管理方式。通常应用在服务端后台开发中，主要是为了来自避免频繁的从堆上面申请内存和360百科释放内存，是以空间换取时间以提高运行效率，提高后台系统运行可靠性而采用的内存管理方式，是一种编程技术，在C/C++开发的后台服务中应用最为广泛；内存池管理常用的方法有分页式内存管理、分段式内存管理和段页式内存管理。

• 中文名称 内存池
• 外文名称 Memory Pool
• 特点 以内存空间换取时间
• 好处 提高系统运行效率，提高系统可靠性
• 应用范围 后台服务程序

基本概念

　　内存池则是在真正使用内存之前，先申请分配一定数量的、大小相等(一般情况下)的内存块留作备用。当有新的内存需求时，就从内存池中分出一部分内存块，若内存块不够再继续申来自请新的内存。这样做的一个显著优点是，使得内存分配效率得到提升。

　　在内核中有不少地方内存分配不允许失败. 作为一个在这些情况下确保分配的方式, 内核开发者创建了一个已知为内存池(或者是 "mempool" )的抽象360百科. 一个内存池真实地只是一类后备缓存, 它尽力一直保持一个空闲内存列表给紧急时使用.

　　一个内存池有一个类型 mempool_t ( 在 <linux/m其演育类帮军评资士empool.h> 中定义); 你可以使用 mempool_create 创抗基确刘证育建一个:

　　mempool_t *mempool_create(int min_nr, mempool_alloc_t *all季农乱oc_fn, mempool_f场任它黑艺史ree_t *free_fn, void *pool_data); min_nr 参相协艺温细假益数是内存池应当一直保留的演板红村最小数量的分配的对象. 实际的分配和释放对象由 al况置敌的尔铁陈状loc_fn 和 free_fn 处团谁路理, 它们有这些原型:

　　typedef void *(mempool_alloc_t)(int gfp_mask, voi息岁令d *pool_data); typedef void (mempool_free_t)(void *element, void *pool_data); 给 mempool_creat攻应技情王记培书e 最后的参数 ( poo度例凯呀扩l_data ) 被传递给 alloc_fn 和 free_fn.

　　如果需要, 你可编写特殊用途的函数来处理 mempool 的系内存分配. 常常, 但是, 你只需要使内核 slab 分配器为你处理这个任务. 有 2 个函数 ( mempool_alloc_slab 和 mempool_free史养假香而沙项好_slab) 来进行在内存池干分配原型和 kmem_cache_allo均保只先c 和 kmem_cache_free 之间的感应淬火. 因此, 设置内存池的代码常常看来如此:

　　cache = kmem_cache_create(. . .); pool = mempool_create(MY_POOL_MINIMUM,mempool_alloc_slab, mempool_free_slab, cache黑终断); 一旦已创建了内加开存池, 可以分配和释放对象议优钟场树伤获出完,使用:

　　void *mempool_alloc(mempool_t *pool, int gfp_mask); void mempool_free(void *element, mempool_t *pool); 当内存池创建了, 分配函数将被调用足够的次数来创建一个预先分配的对象池. 因此, 对 mempool_alloc 的调用试图从分配函数请求额外的对象; 如果那个分配失败, 一个预先分配的对象(如果有剩下的)被返回. 当一个对象被用 mempool_free 释放, 它保留在池中, 如果对齐预分配的对象数目小于最小量; 否则, 它将被返回给系统.

　　一个 mempool 可被重新定大小, 使用:

　　int mempool_resize(mempool_t *pool, int new_min_nr, int gfp_mask); 这个调用, 如果成功, 调整内存池的大小至少有 new_min_nr 个对象. 如果你不再需要一个内存池, 返回给系统使用:

　　void mempool_destroy(mempool_t *pool); 你编写返回所有的分配的对象, 在销毁 mempool 之前, 否则会产生一个内核 oops.

　　如果你考虑在你的驱动中使用一个 mempool, 请记住一件事: mempools 分配一块内存在一个链表中, 对任何真实的使用是空闲和无用的. 容易使用 mempools 消耗大量的内存. 在几乎每个情况下, 首选的可选项是不使用 mempool 并且代替以简单处理分配失败的可能性. 如果你的驱动有任何方法以不危害到系统完整性的方式来响应一个分配失败, 就这样做. 驱动代码中的 mempools 的使用应当少.

实现示例

　　内存池的实现有很多，性能和适用性也不相同，以下是一种较简单的C++实现 -- GenericMP模板类。(本例取材于《Online game server programming》一书)

　　在这个例子中，使用了模板以适应不同对象的内存需求，内存池中的内存块则是以基于链表的结构进行组织。

　　GenericMP模板类定义